(57)【要約】【課題】輝度特性を向上しうる導光板、これを有するバックライトアセンブリ及び液晶表示装置を提供する。【解決手段】導光板は、ランプからの光が入射される入光部と、入光部と向い合い入光部より薄い厚さを有する対向部、入光部の上端に位置する辺と対向部の上端に位置する辺とを結ぶ面で構成され入光部と直交する面である出射部、及び入光部の下端に位置する辺と対向部の下端に位置する辺と結ぶ面で構成される反射部を含み、反射部には、複数の第１プリズムパターンが形成され、第１プリズムパターンの間は出射部と平行に形成される。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の提供を受ける入光部と、
前記入光部より小さいサイズを有し、前記入光部と向い合う対向部と、
前記入光部の上端に位置する辺と前記対向部の上端に位置する辺とを結ぶ面で構成され前記入光部と直交する面である出射部と、
前記入光部の下端に位置する辺と前記対向部の下端に位置する辺とを結ぶ面において、複数の第１プリズムパターンを有するとともに、前記出射部と平行に形成される反射部と、
を含むことを特徴とする導光板。
【請求項２】
前記対向部の幅は、前記入光部の幅より狭いことを特徴とする請求項２記載の導光板。
【請求項３】
前記水平プリズムパターンは、ストライプ形状を有することを特徴とする請求項１記載の導光板。
【請求項４】
それぞれの前記水平プリズムパターンは、
前記反射部から延長され、前記出射部の方向に傾いて形成された第１傾斜面と、
前記第１傾斜面から延長され、前記反射部の方向に傾いて形成された第２傾斜面と、
前記第２傾斜面から延長され、前記反射部と連結される第３傾斜面と、
を含むことを特徴とする請求項３記載の導光板。
【請求項５】
前記第３傾斜面は、前記第１傾斜面と平行であることを特徴とする請求項４記載の導光板。
【請求項６】
前記第１傾斜面と前記第２傾斜面は、前記出射部の法線に対して実質的に対称であることを特徴とする請求項５記載の導光板。
【請求項７】
前記第３傾斜面の高さは、（ｄ１−ｄ２）／ｍ（ここで、ｄ１は前記入光部の幅であり、ｄ２は前記対向部の幅であり、ｍは反射部のステップ数である）であることを特徴とする請求項６記載の導光板。
【請求項８】
前記第１傾斜面の高さは、ｈ１×［１＋ｔａｎ（α）ｔａｎ（β／２）］／［１−ｔａｎ（α）ｔａｎ（β／２）］（ここで、ｈ１は前記第３傾斜面の高さであり、αはｓｉｎ-1（ｎ１／ｎ２）であり、βは前記第１傾斜面と第２傾斜面とが形成する内角であり、ｎ１は前記ランプと前記入光部との間に形成された媒質の屈折率であり、ｎ２は前記導光板の屈折率）であることを特徴とする請求項７記載の導光板。
【請求項９】
前記第３傾斜面の底辺は、ｈ１×ｔａｎ（β／２）であり、前記第２傾斜面の底辺はｈ２×ｔａｎ（β／２）（ここで、ｈ１及びｈ２は、前記第３傾斜面の高さ及び前記第１傾斜面の高さ）であることを特徴とする請求項８記載の導光板。
【請求項１０】
前記第１傾斜面と前記第２傾斜面とが形成する内角（β）は、実質的に６０°〜９０°であることを特徴とする請求項９記載の導光板。
【請求項１１】
前記第１傾斜面と前記第２傾斜面は、前記出射部の法線に対して実質的に非対称構造を有することを特徴とする請求項４記載の導光板。
【請求項１２】
前記第１傾斜面の下辺は、前記第２傾斜面の下辺より大きいことを特徴とする請求項１１記載の導光板。
【請求項１３】
前記第１傾斜面の下辺と前記第２傾斜面の下辺との比は、実質的に４：３であることを特徴とする請求項１２記載の導光板。
【請求項１４】
前記第１傾斜面の下辺と前記第２傾斜面の下辺との比は、実質的に４：１であることを特徴とする請求項１２記載の導光板。
【請求項１５】
前記第２傾斜面と前記第３傾斜面との間に前記出射部と平行に形成された平坦面を更に含むことを特徴とする請求項１４記載の導光板。
【請求項１６】
前記平坦面の幅は、実質的に前記第１傾斜面の下辺の３／４であることを特徴とする請求項１５記載の導光板。
【請求項１７】
前記平坦面の幅は、実質的に前記第１傾斜面の下辺の１／４であることを特徴とする請求項１５記載の導光板。
【請求項１８】
前記第１傾斜面と前記出射部の法線とが形成する内角は、実質的に３４°〜４４°であることを特徴とする請求項１２記載の導光板。
【請求項１９】
前記第１傾斜面と前記出射部の法線とが形成する内角は、実質的に３９°であることを特徴とする請求項１８記載の導光板。
【請求項２０】
それぞれの前記水平プリズムパターンは、所定間隔ごとに分離して形成されることを特徴とする請求項３記載の導光板。
【請求項２１】
前記水平プリズムパターンは、同一間隔で形成されることを特徴とする請求項３記載の導光板。
【請求項２２】
前記水平プリズムパターンの間隔は、前記入光部から離れるほど狭くなることを特徴とする請求項３記載の導光板。
【請求項２３】
前記出射部には、連続して形成される複数の第２プリズムパターンを備えることを特徴とする請求項１記載の導光板。
【請求項２４】
前記第２プリズムパターンは、前記入光部に対して垂直方向に形成されることを特徴とする請求項２３記載の導光板。
【請求項２５】
前記第２プリズムパターンの頂点角は、実質的に９０°〜１３０°であることを特徴とする請求項２４記載の導光板。
【請求項２６】
光を発生するランプと、
前記光をガイドする導光板と、
前記導光板の下部に配置される反射シートを含み、
前記導光板は、
光の提供を受ける入光部と、
前記入光部より小さいサイズを有し、前記入光部と向い合う対向部と、
前記入光部の上端に位置する辺と前記対向部の上端に位置する辺とを結ぶ面で構成され前記入光部と直交する面を構成する出射部と、
前記入光部の下端に位置する辺と前記対向部の下端に位置する辺とを結ぶ面において、複数の第１プリズムパターンを有するとともに、前記出射部と平行に形成される反射部と、
を含むことを特徴とするバックライトアセンブリ。
【請求項２７】
前記第１プリズムパターンは、前記入光部と平行に形成されたストライプ形状を有することを特徴とする請求項２６記載のバックライトアセンブリ。
【請求項２８】
前記第１プリズムパターンは、
前記反射部から前記出射部方向に傾いて形成された第１傾斜面と、
前記第１傾斜面と連結され、前記出射部の法線に対して前記第１傾斜面と対称構造を有する第２傾斜面と、
前記第２傾斜面から前記第１傾斜面と平行に延びられて前記反射部と連結される第３傾斜面と、を含むことを特徴とする請求項２７記載のバックライトアセンブリ。
【請求項２９】
前記第１プリズムパターンは、
前記反射部から前記出射部の方向に傾いて形成された第１傾斜面と、
前記第１傾斜面と連結され、前記出射部の法線に対して前記第１傾斜面と非対称構造を有する第２傾斜面と、
前記第２傾斜面から前記第１傾斜面と平行に延長され、前記反射部と連結される第３傾斜面と、
を含むことを特徴とする請求項２７記載のバックライトアセンブリ。
【請求項３０】
前記第１傾斜面の下辺は、前記第２傾斜面の下辺より大きいことを特徴とする請求項２９記載のバックライトアセンブリ。
【請求項３１】
前記導光板は、前記第２傾斜面と前記第３傾斜面との間に前記出射部と平行に形成された平坦面を更に含むことを特徴とする請求項３０記載のバックライトアセンブリ。
【請求項３２】
前記出射部には、前記入光部と垂直な方向に複数の第２プリズムパターンが形成されることを特徴とする請求項２６記載のバックライトアセンブリ。
【請求項３３】
光を発生するランプ、前記ランプから発生した光をガイドする導光板を含むバックライトアセンブリと、
液晶層を具備し、前記液晶層を通過する光を用いて画像を表示するディスプレイユニットを含み、
前記導光板は、
光の提供を受ける入光部と、
前記入光部より小さいサイズを有し、前記入光部と向い合う対向部と、
前記入光部の上端に位置する辺と前記対向部の上端に位置する辺とを結ぶ面で構成され前記入光部と直交する面を構成する出射部と、
前記入光部の下端に位置する辺と前記対向部の下端に位置する辺とを結ぶ面において、複数の第１プリズムパターンを有するとともに、前記出射部と平行に形成される反射部と、
を含むことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３４】
水平プリズムパターンは、前記入光部と平行に形成されたストライプ形状を有することを特徴とする請求項３４記載の液晶表示装置。
【請求項３５】
前記出射部には、前記入光部に対して垂直方向に複数の第２プリズムパターンが形成されることを特徴とする請求項３４記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光板、これを有するバックライトアセンブリ、及び液晶表示装置に関わり、より詳細には側面に出射する損失光を減少させて全体的な輝度特性を向上させることができる導光板、これを有するバックライトアセンブリ及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ：ＬＣＤ）は、異方性屈折率、異方性誘電率などの光学的、電気的特性を有する液晶（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）を用いて画像を表示する表示装置である。このような液晶表示装置は、陰極線管表示装置（ｃａｔｈｏｄｅ  ｒａｙ  ｔｕｂｅ，ＣＲＴ）、プラズマパネル表示装置（ｐｌａｓｍａ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｐａｎｎｅｌ，ＰＤＰ）などの他の表示装置に比べて薄くて軽く、低い駆動電圧及び低い消費電力を有するという長所があり、産業全般にかけて広範囲に用いられている。
【０００３】
液晶表示装置は、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：以下，ＴＦＴ）基板、ＴＦＴ基板に対向するカラーフィルタ基板、及び前記２枚の基板の間に介在され光の透過率を変更させる液晶層で構成された液晶表示パネルを含む。
また、液晶表示装置は、画像を表示するための液晶表示パネルがそれ自身が発光できない非発光性素子であるので、液晶表示パネルに光を供給するためのバックライトアセンブリを必要とする。
【０００４】
従来のバックライトアセンブリは、光を発生するランプ、側面に配置されたランプから入射する光を液晶表示パネルの方向にガイドするための導光板（ＬＧＰ）を含む。
導光板は、入射する光を受ける入光部と、入光部の反対側に対向する対向部が互いに同一の厚さを有する平板型（Ｆｌａｔ  ｔｙｐｅ）と、入光部から対向部に近くなるほど厚さが減少するくさび型に区分する。
【０００５】
最近、導光板の変色を防止し、輝度を向上させるために、導光板が下面に印刷パターンの代わりにプリズムパターンを形成するプリズム導光板が開発された。
厚さが同一である平板型導光板の場合、導光板内にガイドされる光は、いつも全反射条件を満たすので、プリズムパターンによってのみ外部に出射される。
しかし、くさび型導光板の場合、構造の特性上プリズムパターンによってのみ光が出射されず、導光板内にガイドされながら全反射条件を満たさず側面に出射する損失光が対向部に近くなるほど激しく発生するという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、側面に出射する損失光を減少させて輝度を上昇させ、輝度の均一性及び射出成形の転写性を向上しうる導光板を提供することにある。
また、本発明の目的は、前述の導光板を有するバックライトアセンブリを提供することにある。
また、本発明の目的は、前述のバックライトアセンブリを有する液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した本発明の一特徴による導光板は、ランプから入射する光を受ける入光部と、前記入光部と向い合い前記入光部より薄い厚さを有する対向部、前記入光部の上端に位置する辺と前記対向部の上端に位置する辺とを結ぶ面で構成され前記入光部と直交する面を構成する出射部と、前記入光部の下端に位置する辺と前記対向部の下端に位置する辺とを結ぶ面に形成される反射部とを含む。前記反射部には、複数の第１プリズムパターンが形成され、前記第１プリズムパターンの間は、前記出射部と平行に形成される。
【０００８】
本発明の一特徴によるバックライトアセンブリは、光を発生するランプと、前記ランプから発生した光をガイドする導光板と、前記導光板の下部に配置される反射シートを含む。前記導光板は、ランプから光が入射される入光部と、前記入光部と向い合い、前記入光部より薄い厚さを有する対向部、前記入光部の上端に位置する辺と前記対向部の上端に位置する辺とを結ぶ面を構成し、前記入光部と直交する面を構成する出射部、及び前記入光部の下端に位置する辺と前記対向部の下端に位置する辺とを結ぶ面に形成される反射部とを含む。前記反射部には、複数の第１プリズムパターンが形成され、前記第１プリズムパターンの間は前記出射部と平行に形成される。
【０００９】
本発明の一特徴による液晶表示装置は、バックライトアセンブリ及びディスプレイユニットを含む。 前記バックライトアセンブリは、光を発生するランプ、前記ランプから発生した光をガイドする導光板と、前記導光板の下部に配置される反射シートとを含む。前記ディスプレイユニットは、前記バックライトアセンブリからの光を用いて画像を表示する液晶表示パネル及び前記液晶表示パネルを駆動する駆動回路部を有する。前記導光板は、ランプから入射する光を受ける入光部と、前記入光部と向い合い前記入光部より薄い厚さを有する対向部と、前記入光部の上端に位置する辺と前記対向部の上端に位置する辺とを結ぶ面で構成され前記入光部と直交する面を構成する出射部、及び前記入光部の下端に位置する辺と前記対向部の下端に位置する辺とを結ぶ面で構成される反射部とを含む。前記反射部には、複数の第１プリズムパターンが形成され、前記第１プリズムパターンの間には前記出射部と平行に形成される。
【００１０】
このような導光板、これを有するバックライトアセンブリ及び液晶表示装置によると、くさび型導光板の側面に出射される損失光を減少させて輝度を上昇させ、輝度の均一性及び射出成形の転写性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
このようなバックライトアセンブリ及びこれを有する液晶表示装置によると、くさび型導光板の反射部に対称または非対称構造のプリズムパターンを形成して、残りの領域は出射部と平行に形成することで、導光板の側面に出射される損失光を減少させて輝度を上昇させ、射出成形の転写性及び輝度の均一性を向上させることができる。
また、導光板の出射部にもプリズムパターンを形成することで、出射される光の正面輝度をより増加させることができる。
【００１２】
以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離脱することなく、本発明を修正または変更できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付した図面を参照して、本発明の望ましい実施例をより詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例によるバックライトアセンブリを示した分解斜視図であり、図２は、図１のI−I’に沿って見た導光板の断面図であり、図３は、図１に示した導光板の反射部を示す平面図である。
図１〜図３に示すように、本発明の一実施例によるバックライトアセンブリ１００は、光を発生するランプ１１０、ランプ１１０から発生した光をガイドする導光板２００及び導光板２００の下部に配置される反射シート１２０を含む。
【００１４】
ランプ１１０は、導光板２００の一側部に配置される。ランプ１１０は、外部のインバータ（図示せず）から印加される電源に反応して光を発生する。ランプ１１０は、一例として、細くて長い円筒形状の冷陰極線蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）で構成される。これとは違って、ランプ１１０は、両端部の外面に電極が形成された外部電極蛍光ランプ（ＥＥＦＬ）で構成することもできる。
【００１５】
図示していないが、バックライトアセンブリ１００は、ランプ１１０の三面を囲みかつランプ１１０を保護するランプカバーを更に含む構成とすることができる。ランプカバーは、ランプ１１０から発生した光を導光板２００側に反射させて光の利用効率を向上させる。
導光板２００は、ランプ１１０から入射する光をガイドする。導光板２００は、光をガイドするために透明な物質からなる。一例として、導光板２００は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）で構成することができる。
【００１６】
導光板２００は、入光部２１０、対向部２２０、出射部及び反射部２４０を含む。ランプ１１０から発生した光は、入光部２１０を通じて導光板２００の内部に入射する。対向部２２０は、入光部２１０と向い合い、入光部２１０より薄い厚さを有する。出射部２３０は、入光部２１０の上端に位置する辺と対向部２２０の上端に位置する辺とを結ぶ面で構成され、入光部２１０を構成する面と直交するように構成される。反射部２４０は、入光部２１０の下端に位置する辺と対向部２２０の下端に位置する辺とを結ぶ面で構成される。したがって、導光板２００は、入光部２１０から対向部２２０側に行くほど厚さが薄くなるくさび型を有する。
【００１７】
導光板２００の反射部２４０には、複数の第１プリズムパターン２５０が形成される。第１プリズムパターン２５０は、図３に示したように、入光部２１０と平行に形成されたストライプ形状を有する。即ち、第１プリズムパターン２５０はランプ１１０の長手方向と平行な方向に形成される。また、第１プリズムパターン２５０は、一定の間隔に形成される。
【００１８】
第１プリズムパターン２５０の間に位置する反射部２４０領域は、導光板２００内にガイドされる光がいつも全反射条件を満たすように出射部２３０と平行に形成される。即ち、第１プリズムパターン２５０の間に位置する反射部２４０領域は、入光部２１０と垂直に形成される。
したがって、入光部２１０を通じて導光板２００の内部に入射した光のうち、反射部２４０と出射部２３０を通じて全反射される間に、第１プリズムパターン２５０によって反射角度が変更された光が、出射部２３０を通じて垂直に出射される。
【００１９】
第１プリズムパターン２５０は、射出成形方式により反射部２４０上に転写される。この他にも第１プリズムパターン２５０は、スタンピング（ｓｔａｍｐｉｎｇ）方式などの多様な方式によって反射部２４０上に形成することができる。
反射シート１２０は、導光板２００の反射部２４０側に配置される。反射シート１２０は、導光板２００の反射部２４０を通じて外部に漏洩する光を反射して再び導光板２００の内部に入射させる。反射シート１２０は、光反射率の高い物質からなる。例えば、反射シート１２０は、白色のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、または白色のポリカーボネート（ＰＣ）などで構成することができる。
【００２０】
図４は、図２のＡ部分を拡大した拡大図である。
図４に示すように、導光板２００の反射部２４０には、第１プリズムパターン２５０が一定の間隔で形成されており、第１プリズムパターン２５０の間に位置する反射部２４０領域は、出射部２３０と平行に形成されている。
ランプ１１０から入光部２１０を通じて導光板２００に入射する光は、入光部２１０の法線（ＮＬ１）を基準として特定臨界角（α）から外れない範囲内にて導光板２００の内部に進行する。臨界角（α）は、入光部２１０に入射した光が導光板２００の内部に進行するとき、入光部２１０の法線（ＮＬ１）を基準として形成しうる最大角度を示す。
【００２１】
臨界角（α）は、スネルの法則を示す下記の数式１を通じて求めることができる。
（数式１）
ｎ1×ｓｉｎθ1＝ｎ2×ｓｉｎθ2
ここで、ｎ1は第１媒質の屈折率であり、ｎ2は第２媒質の屈折率である。また、θ1は入射面の法線と第１媒質における光とが形成する角度であり、θ2は入射面の法線と第２媒質における光とが形成する角度である。
【００２２】
第２媒質が第１媒質より密な媒質であると仮定すると、第２媒質の屈折率ｎ2は、第１媒質の屈折率ｎ1より大きい。したがって、前述の数式１を満たすために角度θ2の値は、角度θ1の値より小さくなる。
したがって、疎な媒質である第１媒質から密な媒質である第２媒質に光が進行する場合、角度θ1の値が増加することによって角度θ2の値も増加するようになり、角度θ1の値が９０°であるときに対応する角度θ2の値が臨界角（α）になる。
【００２３】
数式１で、臨界角（α）は、下記の数式２のように示される。
（数式２）
α＝ｓｉｎ-1（ｎ１／ｎ２）
したがって、臨界角（α）は、第１媒質と第２媒質の屈折率によって決定することができる。
【００２４】
本発明で、第１媒質は、ランプ１１０と導光板２００との間に存在する空気であり、第２媒質は導光板２００となる。空気の屈折率は１である。導光板２００が、例えば、ポリメチルメタクリレート（以下、ＰＭＭＡと称する）である場合、屈折率は１．４９である。したがって、ＰＭＭＡ導光板の場合、臨界角（α）は約４２．１６°になる。
一方、ランプ１１０から導光板２００の入光部２１０に到達した光は、臨界角（α）の範囲内で導光板２００の内部に進行する。導光板２００の内部に流入した光は、反射部２４０または出射部２３０に到達する。ここで、反射部２４０または出射部２３０に到達した光のうち、導光板２００の全反射条件を満たす光は、導光板２００の内部に再び反射されるが、全反射条件を満たさない光は導光板２００の外部に出射される。
【００２５】
即ち、反射部２４０または出射部２３０に到達する光のうち、出射部２３０の法線を基準として臨界角(α)より小さい角度で到達する光は導光板２００の内部に再度反射されるが、臨界角(α)より大きい角度で到達する光は導光板２００の外部に出射される。
第１プリズムパターン２５０の間に位置する反射部２４０領域は、出射部２３０と平行に形成されるので、入光部２１０の法線(ＮＬ１)を基準として臨界角(α) 以下の角度で到達する光は全反射される。一方、反射部２４０に到達する光のうち、一部の光は第１プリズムパターン２５０によって進行角度が変更され、このうち、出射部２３０の法線を基準として臨界角(α) 以下の角度で出射部２３０に到達する光は外部に出射される。
【００２６】
したがって、入光部２１０を通じて導光板２００の内部に流入した光は、出射部２３０と第１プリズムパターン２５０との間に位置する反射部２４０領域を通じて全反射され、第１プリズムパターン２５０によって反射角度が変更されて出射部２３０を通じて出射される。
図５は、図４のＢ部分を拡大した拡大図である。
【００２７】
図２及び図５に示すように、導光板２００の反射部２４０に形成された第１プリズムパターン２５０は、導光板２００内を進行する光を垂直方向に出射させるために、基本的に断面が三角形形状を有する溝で構成される。
第１プリズムパターン２５０は、第１傾斜面２５２、第１傾斜面２５２と連結された第２傾斜面２５４、及び第２傾斜面２５４と連結された第３傾斜面２５６で構成される。
【００２８】
第１傾斜面２５２は、反射部２４０から出射部２５０の方向に傾くように形成される。第２傾斜面２５４は、第１傾斜面２５２から反射部２４０方向に傾くように形成される。第３傾斜面２５６は第２傾斜面２５４から第１傾斜面２５２と平行に延長されて反射部２４０と連結される。
第１傾斜面２５２と第２傾斜面２５４は、出射部２３０の法線（ＮＬ２）を基準として実質的に対称構造を有する。
【００２９】
導光板２００は、入光部２１０にて第１厚さ（ｄ１）を有し、対向部２２０にて第１厚さ（ｄ１）より薄い第２厚さ（ｄ２）を有し、第１プリズムパターン２５０の間に位置する反射部２４０領域は、出射部２３０と平行な構造を有する。したがって、第１プリズムパターン２５０を基準として前段と後段との厚さの差が発生する。
第１プリズムパターン２５０の前段と後段の厚さの差に該当する第３傾斜面２５６の第１高さ（ｈ１）は、下記の数式３によって求められる。
（数式３）
（ｄ１−ｄ１)／ｍ
ここで、ｄ１は入光部２１０の第１厚さであり、ｄ２は対光部２２０の第２厚さであり、ｍは反射部２４０のステップの数である。
【００３０】
すなわち、第３傾斜面２５６の第１高さ（ｈ１）は、入光部２１０と対向部２２０との厚さの差及び反射部２４０のステップの数によって決定される。
一方、第１傾斜面２５２の第２高さ（ｈ２）、第３傾斜面２５６の第１底辺（ａ）、及び第２傾斜面２５４の第２底辺（ｂ）などは、導光板２００内にガイドされる光が側面出射によって損失光が発生しないように最適化する。
【００３１】
第１傾斜面２５２の第２高さ（ｈ２）は、入光部２１０の法線を基準として臨界角(α) 以下で進行する光が第３傾斜面２５６に到達しないように、十分な高さを有することが望ましい。したがって、第１傾斜面２５２の第２高さ（ｈ２）は、次の数式４によって求められる。
（数式４）
ｈ１×[１＋ｔａｎ（α）ｔａｎ（β／２）]／[１−ｔａｎ（α）ｔａｎ（β／２）]
ここで、αは導光板２００の臨界角であり、βは第１傾斜面２５２と２傾斜面２５４とが形成する内角である。
【００３２】
また、第３傾斜面２５６の底辺(ａ)は、下記の数式５によって求めることができる。
（数式５）
ｈ１×ｔａｎ（β／２）
また、第２傾斜面２５４の底辺（ｂ）は、下記の数式６によって求めることができる。
（数式６）
ｈ２×ｔａｎ（β／２）
一方、導光板２００の内部にガイドされる光を垂直方向に出射するために第１傾斜面２５２と第２傾斜面２５４とが形成する(β)は、約６０°〜約９０°の範囲を有する。 望ましくは、第１傾斜面２５２と第２傾斜面２５４とが形成する内角(β)は、約７８°に形成することが好ましい。
【００３３】
導光板２００として最も多く用いられるＰＭＭＡ導光板の場合、約４２．１６°の臨界角（α）を有する。例えば、ＰＭＭＡ導光板の入光部２１０から対光部２２０までの長さが約２１３μｍであり、第１プリズムパターン２５０の間のピッチが約３００μｍである場合、反射部２４０のステップの数は７１０になる。
ここで、ＰＭＭＡ導光板の入光部２１０の第１厚さｄ１が約２．６ｍｍであり、対光部２２０の第２厚さ（ｄ２）が約０．７ｍｍである場合、厚さの差は約１．９ｍｍになる。よって、数式３によって、第３傾斜面２５６の第１高さ（ｈ１）は、約２．６８μｍになる。
【００３４】
ここで、第１傾斜面２５２と第２傾斜面２５４との内角（β)を約７８°に形成すると、第１傾斜面２５２の第２高さ（ｈ２）は数式４によって約１７．３８μｍになり、第３傾斜面２５６の底辺(ａ)は数式５によって約２．１７μｍになり、第２傾斜面２５４の底辺（ｂ)は数式 ６によって約１４．０７μｍになる。
図６は、図５に示した第１プリズムパターンの他の実施例を示した拡大図である。
【００３５】
図２及び図６に示すように、第１プリズムパターン３５０は、第１傾斜面３５２、第１傾斜面３５２と連結された第２傾斜面３５４ 及び第２傾斜面３５４と連結された第３傾斜面３５６で構成される。
第１傾斜面３５２は、反射部２４０から出射部２３０方向に傾くように形成される。第２傾斜面３５４は第１傾斜面３５２から反射部２４０方向に傾くように形成される。第３傾斜面３５６は第２傾斜面３５４から第１傾斜面３５２と平行に延長され反射部２４０と連結される。
【００３６】
第１傾斜面３５２と第２傾斜面３５４は、出射部２３０の法線（ＮＬ２）に対して実質的に非対称構造を有する。即ち、第１傾斜面３５２と第２傾斜面３５４との角度(γ)は、第１傾斜面３５２の底辺（ｃ）に対応する第１角度(γ１)と第２傾斜面３５４の底辺(ｂ)に対応し、第１角度（γ１)と異なる値を有する第２角度(γ２)に分ける。具体的に、第１傾斜面３５２の底辺(ｃ)は、第２傾斜面３５４の底辺（ｂ）より大きく形成される。特に、輝度の上昇のために、第１傾斜面３５２の底辺(ｃ)と第２傾斜面３５４の底辺(ｂ)は、約４：３の割合に形成される。
【００３７】
図７は、第１傾斜面の底辺と第２傾斜面の底辺の割合による垂直出射角の輝度分布を示したグラフである。図７で、Ｇ１は、第１傾斜面３５２の底辺（ｃ）と第２傾斜面３５４の底辺（ｂ）の割合が １:１の場合であり、Ｇ２は割合が４：３の場合であり、Ｇ３は割合が２：１の場合であり、Ｇ４は割合が４：１の場合の垂直出射角の輝度分布を示す。
図６及び図７を参照すると、第１傾斜面３５２の底辺(ｃ)と第２傾斜面３５４の底辺(ｂ)の割合が４：３の場合に垂直出射角の輝度が一番高く示されることが分かる。したがって、第１傾斜面３５２の底辺(ｃ)と第２傾斜面３５４の底辺(ｂ)の割合を約４：３に形成することで、導光板２００の出射部２３０を通じて出射する光の輝度を向上させることができる。
【００３８】
一方、導光板２００の出射部２３０を通じて出射される光の出射角の分布は、第１傾斜面３５２と第２傾斜面３５４とが形成する内角によって影響を受ける。ここで、第１傾斜面３５２の底辺(ｃ)と第２傾斜面３５４の底辺(ｂ)は、互いに異なる大きさを有するので、第１傾斜面３５２と出射部２３０の法線(ＮＬ２)が形成する内角(γ)と第２傾斜面３５４と出射部２３０の法線(ＮＬ２)とが形成する内角は互いに異なる大きさを有する。
【００３９】
垂直出射光の分布を上昇させるために、第１傾斜面３５２と出射部２３０の法線(ＮＬ２)とが形成する内角(γ)は、約３４°〜約 ４４°の範囲を有する。望ましくは、第１傾斜面３５２と出射部２３０の法線(ＮＬ２)とが形成する内角(γ)は、約３９°に形成することが好ましい。
図８は第１傾斜面と出射部の法線とが形成する内角の変化による垂直方向の出射角の分布を示したグラフである。図８で、Ｇ１は、第１傾斜面３５２と出射部２３０の法線（ＮＬ２）とが形成する内角(γ)が約３５°である場合であり、Ｇ２は第１傾斜面３５２と出射部２３０の法線(ＮＬ２)が形成する内角(γ)が約３８°である場合であり、Ｇ３は、第１傾斜面３５２と出射部２３０の法線(ＮＬ２)とが形成する内角(γ)が約３９°である場合であり、Ｇ４は第１傾斜面３５２と出射部２３０の法線(ＮＬ２)とが形成する内角(γ)が約４０°である場合であり、Ｇ５は第１傾斜面３５２と出射部２３０の法線(ＮＬ２)とが形成する内角(γ)が約４２°である場合の垂直方向の出射角の分布を示す。
【００４０】
図８に示すように、第１傾斜面３５２と出射部２３０の法線(ＮＬ２)が形成する内角(γ)が約３５°から約４０°になるほど出射角の分布が垂直に近くなることが分かる。また、第１傾斜面３５２と出射部２３０の法線(ＮＬ２)とが形成する内角(γ1)が約４０°以上では出射光のピークが分離することを分かる。
したがって、第１傾斜面３５２と出射部２３０の法線(ＮＬ２)とが形成する内角(γ1)を約３９°に形成することで、垂直方向への集光効率を最大に向上することができる。
【００４１】
図９は、図５に示した第１プリズムパターンの更に他の実施例を示した拡大図である。
図２及び図９に示すように、第１プリズムパターン４５０は第１傾斜面４５２、第２傾斜面４５４、平坦面４５６及び第３傾斜面４５８を含む。
第１傾斜面４５２は、反射部２４０から出射部２３０の方向に傾くように形成される。第２傾斜面４５４は、第１傾斜面４５２から反射部２４０方向に傾くように形成される。平坦面４５６は、第２傾斜面４５２と第３傾斜面４５８との間で出射部２３０と平行に形成される。第３傾斜面４５８は、平坦面４５６から第１傾斜面４５２と平行に形成されて反射部２４０と連結される。
【００４２】
平坦面４５６は、第２傾斜面４５４が第３傾斜面４５８の間に形成されており、第１プリズムパターン４５０を射出成形により構成する際に、転写性を向上させる。
第１傾斜面４５２が第２傾斜面４５４は、出射部２３０の法線(ＮＬ２)に対して実質的に非対称構造を有する。具体的に、第１傾斜面(４５２)の底辺(ｃ)は、第２傾斜面４５４の底辺(ｂ)より大きく形成される。特に、輝度の上昇のために、第１傾斜面４５２の底辺(ｃ)と第２傾斜面４５４の底辺(ｂ)は、約４：１の割合に形成される。
【００４３】
図１０は、第１傾斜面の底辺と第２傾斜面の底辺との割合による垂直出射角の輝度分布を示したグラフである。図１０で、Ｇ１は第１傾斜面の底辺(ｃ)と第２傾斜面の底辺(ｂ)の割合が１：１の場合であり、Ｇ２は割合が４：３である場合であり、Ｇ３は割合が２：１の場合であり、Ｇ４は割合が４：１である場合の垂直出射角の輝度分布を示す。ここで、すべての場合において、第２傾斜面の底辺(ｂ)と平坦面の幅(ｄ)との和は第１傾斜面の底辺(ｃ)と等しい。
【００４４】
図１０に示すように、第１傾斜面４５２の底辺(ｃ)と第２傾斜面４５４の底辺(ｂ)の割合が４：１である場合に垂直出射角の輝度が最も高く示されることが分かる。したがって、第１傾斜面４５２の底辺(ｃ)と第２傾斜面４５４の底辺(ｂ)の割合を約４：１に形成することで、第１プリズムパターン４５０の転写性を向上させることと共に、輝度を向上することができる。ここで、平坦面４５６の幅(ｄ)は第１傾斜面４５２の底辺(ｃ)の約３／４になる。
【００４５】
図１１は、図５に示した第１プリズムパターンのまた他の実施例を示した拡大図である。
図２及び図１１に示すように、第１プリズムパターン５５０は第１傾斜面５５２、第２傾斜面５５４、平坦面５５６及び第３傾斜面５５８を含む。
第１傾斜面５５２は、反射部２４０から出射部２３０の方向に傾くように形成される。第２傾斜面５５４は、第１傾斜面５５２から反射部２４０の方向に傾くように形成される。平坦面５５６は、第２傾斜面５５２と第３傾斜面５５８との間に出射部２３０と平行に形成される。第３傾斜面５５８は、平坦面５５６から第１傾斜面５５２に平行に延長されて反射部２４０と連結される。
【００４６】
第１傾斜面５５２と第２傾斜面５５４は、出射部２３０の法線(ＮＬ２)に対して実質的に非対称構造を有する。具体的に、第１傾斜面５５２の底辺(ｃ)は、第２傾斜面５５４の底辺(ｂ)より大きく形成される。特に、輝度の上昇のために、第１傾斜面５５２の底辺(ｃ)と第２傾斜面５５４の底辺(ｂ)は約４：１の割合に形成される。
平坦面５５６は第３傾斜面５５８を通じて光損失が発生することを最大限防止するために、第１プリズムパターン５５０の転写性に影響を及ぼさない範囲内でできるだけ少ない幅を有することが望ましい。例えば、平坦面５５６は幅(ｄ)は第１傾斜面５５２の底辺(ｃ)の約１／４の大きさに形成される。
【００４７】
図１２は、図３に示した第１プリズムパターンの他の実施例を示した平面図である。
図１２に示すように、導光板２００の反射部２４０には多数の第１プリズムパターン２６０が形成される。第１プリズムパターン２６０は入光部２１０と平行に形成されたストライプ形状を有する。 すなわち、第１プリズムパターン２６０はランプ１１０の長手方向に平行な方向に形成される。
【００４８】
第１プリズムパターン２６０は、ランプ１１０が配置された入光部２１０から離れるほど、すなわち、対向部２２０に近くなるほど間隔が狭くなるように形成される。
このように、第１プリズムパターン２６０の間のピッチを調節することで、光の均一度を向上させることができる。
図１３は、図３に示した第１プリズムパターンの更に他の実施例を示した平面図である。
【００４９】
図１３に示すように、導光板２００の反射部２４０には複数の第１プリズムパターン２７０が形成される。第１プリズムパターン２７０は、入光部２１０と平行に形成されたストライプ形状を有する。 すなわち、第１プリズムパターン２７０は、ランプ１１０の長手方向に平行な方向に形成される。
それぞれの第１プリズムパターン２７０は、光の均一度を調節するために所定間隔ごとに分離された構造を備えるように構成でき、すなわち各第１プリズムパターン２７０は点線状に構成することができる。各第１プリズムパターン２７０における分離された領域は、図13の左右方向に対して同一長さで構成することもでき、異なる長さで構成することもできる。また、図13の左方向に対して、各第１プリズムパターン２７０の分離された領域を同一位置とすることもでき、異なる位置に設けることもできる。図13の例では、各分離領域を同一長さで構成し、同一位置に分離部分を設けたプリズムパターンを交互に形成している。また、第１プリズムパターン２７０は、図13の上下方向に対して等しい間隔に形成することができ、または入光部２１０から離れるほど間隔が狭くなるように形成することもできる。なお、第１プリズムパターン２７０の分離領域において、隣接する反射部２４０の接合部に段差が生じることとなるが、第１プリズムパターン２７０の入光部側端縁位置に対応して段差部を構成する場合、第１プリズムパターン２７０の対向部側端縁位置に対応して段差部を構成する場合、第１プリズムパターン２７０の中央領域において段差部を構成する場合などの種々の形態を選択することが可能である。
【００５０】
図１４は、本発明の他の実施例による導光板を示した斜視図であり、図１５は、図１４のＣ部分を拡大した拡大図である
図１４及び図１５に示すように、本発明の他の実施例よる導光板６００は、ランプ１１０からの光が入射する入光部６１０、入光部６１０と向い合って入光部６１０より薄い厚さを有する対向部６２０、入光部６１０の状態に位置する辺と対向部６２０の上端に位置する辺とを結ぶ面で構成され、入光部６１０と直交する面を構成する出射部６３０、及び入光部６１０の下端に位置する辺と対向部６２０の下端に位置する辺とを結ぶ面で構成さる反射部６４０を含む。したがって、導光板６００は、入光部６１０から対向部６２０側に近くなるほど厚さが薄くなるくさび形状を有する。
【００５１】
導光板６００の反射部６４０には、入光部６１０と平行に形成されたストライプ形状の第１プリズムパターン６５０が形成される。 また、第１プリズムパターン６５０の間に位置する反射部６４０領域は、出射部６３０と平行に形成される。
したがって、入光部６１０を通じて導光板６００の内部に流入した光のうち、反射部６５０と出射部６３０を通じて全反射され、さらに第１プリズムパターン６５０に入射した光は反射角度が変更されて出射部６３０を通じて出射される。
【００５２】
第１プリズムパターン６５０は、図４〜図１３を参照して説明したので、その重複される詳細な説明は略する。
導光板６００の出射部６３０には、互いに連続する複数の第２プリムパターン６６０が形成される。第２プリズムパターン６６０は、出射部６３０の全面にかけて形成され、出射部６３０を通じて出射される光の進行方向を正面方向に変更して正面輝度を向上させる。
【００５３】
第２プリズムパターン６６０は、ランプ１１０の長手方向に垂直である方向、すなわち、入光部６１０と垂直である方向に形成される。 したがって、第１プリズムパターン６５０と第２プリズムパターン６６０は互いに垂直である方向に形成される。
第２プリズムパターン６６０は、長手方向に垂直である断面が実質的に三角形形状を有する。第２プリズムパターン６６０の頂点角(θ)は約９０°〜約１３０°の範囲を有する。望ましくは、第２プリズムパターン６６０の頂点角(θ)は約１１０°に形成される。 第２プリズムパターン６６０の間のピッチ(Ｐ)は約５０μｍ〜約 １５０μｍの範囲を有する。
【００５４】
一方、第２プリズムパターン６６０の上段、すなわち、２枚の傾斜面が接する角部分はラウンドされた形状を有することができる。 これと違って、第２プリズムパターン６６０は、長手方向に垂直な線で切断した面を実質的に半楕円または半円形状とすることができる。
図１６は、本発明の一実施例による液晶表示装置を示した分解斜視図である。
【００５５】
図１６に示すように、本発明の一実施例による液晶表示装置８００は、光を供給するバックライトアセンブリ１００及びバックライトアセンブリ１００から供給される光を用いて画像を表示するディスプレイユニット７００を含む。
バックライトアセンブリ１００は、光を発生するランプ１１０、ランプ１１０から発生した光をガイドする導光板２００及び導光板２００の下部に配置される反射シート１２０を含む。導光板２００は、図１〜図１５に示した多くの実施例のうち、いずれか１つの構成を有することができる。したがって、その重複される詳細な説明は省略する。
【００５６】
ディスプレイユニット７００は、バックライトアセンブリ１００から供給される光を利用して映像を表示する液晶表示パネル７１０ 及び液晶表示パネル７１０を駆動するための駆動回路部７２０を含む。
液晶表示パネル７１０は、第１基板７１２、第１基板７１２と対向して結合される第２基板７１４、及び第１基板７１２と第２基板７１４との間に介在された液晶層(図示せず)を含む。
【００５７】
第１基板７１２は、スイチング素子である薄膜トランジスタ(Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ : 以下、ＴＦＴと称する)がマトリクス形態に形成されたＴＦＴ基板である。一例として、第１基板７１２は、光の透過のために透明な導電性材質からなる。ＴＦＴのソース端子及びゲート端子には、それぞれデータライン及びゲートラインが接続され、ドレイン端子には透明な導電性材質からなる画素電極が接続される。
【００５８】
第２基板７１４は、色を具現するためのＲＧＢ画素が薄膜形態に形成されたカラーフィルタ基板である。第２基板７１４は一例として、透明なガラス材質からなる。第２基板７１４には、透明な導電性材質からなる共通電極が形成される。
このような構成を有する液晶表示パネル７１０は、ＴＦＴのゲート端子に電源が印加されてＴＦＴがターンオンすると、画素電極と共通電極との間には電界が形成される。このような電界によって第１基板７１２と第２基板７１４との間に介在された液晶層の液晶分子の配列が変化して、液晶分子の配列変化によってバックライトアセンブリ１００から供給される光の透過度が変更され希望する階調の画像を表示するようになる。
【００５９】
駆動回路部７２０は、液晶表示パネル７１０にデータ駆動信号を供給するデータ印刷回路基板７２１、液晶表示パネル７１０にゲート駆動信号を供給するゲート印刷回路基板７２２、データ印刷回路基板７２１を液晶表示パネル７１０に接続するデータ駆動回路フィルム７２３及びゲート印刷回路基板７２２を液晶表示パネル７１０に接続するゲート駆動回路フィルム７２４を含む。
【００６０】
データ駆動回路フィルム７２３及びゲート駆動回路フィルム７２４はデータ駆動チップ７２５及びゲート駆動チップ７２６を具備する。データ駆動回路フィルム７２３及びゲート駆動回路フィルム７２４は、例えば、テープキャリアパッケージ(ＴＣＰ) またはチップオンフィルム(ＣＯＦ)からなる。
一方、ゲート印刷回路基板７２２は、液晶表示パネル７１０及びゲート駆動回路フィルム７２４に別途の信号配線を形成することで、除去することができる。
【００６１】
液晶表示装置８００は、バックライトアセンブリ１００と液晶表示パネル７１０との間に配置される少なくとも１つの光学シート８１０を更に含むことができる。
光学シート８１０は、導光板２００から出射する光の輝度特性を進める。光学シート８１０は、導光板２００から出射する光を拡散させて輝度均一度を進めるための拡散シートを含むことができる。また、光学シート８１０は、導光板２００から出射する光を正面方向に集光させて光の正面輝度を向上させるためのプリズムシートを含むことができる。また、光学シート８１０は、特定条件を満す光は透過させ、残りの光は反射させる方式で光の輝度を増加させる反射偏光シートを含むことができる。このように、液晶表示装置８００には要求される輝度特性によって多様な機能の光学シートを追加することができる。
【００６２】
液晶表示装置８００は、液晶表示パネル７１０をバックライトアセンブリ１００に固定するトップシャーシ(図示せず)を更に含むこともできる。トップシャーシは、収納容器(図示せず)と結合されて液晶表示パネル７１０の端部をバックライトアセンブリ１００に固定する。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施例によるバックライトアセンブリを示した分解斜視図である。
【図２】図１のI-I'に沿って見た導光板の断面図である。
【図３】図１に示した導光板の反射部を示した平面図である。
【図４】図２のＡ部分を拡大した拡大図である。
【図５】図４のＢ部分を拡大した拡大図である。
【図６】図５に示した第１プリズムパターンの他の実施例による拡大図である。
【図７】第１傾斜面の下辺と第２傾斜面の下辺との割合による垂直出射角の輝度分布を示したグラフである。
【図８】第１傾斜面と出射部の法線とが形成する内角の変化による垂直方向の出射角の分布を示すグラフである。
【図９】図５に示した第１プリズムパターンの更に他の実施例を示した拡大図である。
【図１０】第１傾斜面の下辺と第２傾斜面の下辺との割合による垂直出射角の輝度分布を示すグラフである。
【図１１】図５に示した第１プリズムパターンの更に他の実施例を示した拡大図である。
【図１２】図３に示した第１プリズムパターンの実施例を示した平面図である。
【図１３】図３に示した第１プリズムパターンの更に他の実施例を示した平面図である。
【図１４】本発明の他の実施例による導光板を示した斜視図である。
【図１５】図１４のＣ部分を拡大した拡大図である。
【図１６】本発明の一実施例による液晶表示装置を示した分解斜視図である。
【符号の説明】
【００６４】
１００    バックライトアセンブリ
１１０    ランプ
１２０    反射シート
２００、６００    導光板
２１０、６１０    入光部
２２０、６２０    対光部
２３０、６３０    出射部
２４０、６４０    反射部
２５０、３５０、４５０、６５０    第１プリズムパターン
２５２、３５２、４５２    第１傾斜面
２５４、３５４、４５４    第２傾斜面
２５６、３５６、４５８    第３傾斜面
４５６    平坦面
６６０    第２プリズムパターン
７００    ディスプレイユニット
７１０    液晶表示パネル
７２０    駆動回路部
７２１    データ印刷回路基板
７２２    ゲート印刷回路基板
７２３    データ駆動回路フィルム
７２４    ゲート駆動回路フィルム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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